DE3819764A1 - Method and device for insulating short cable sections, in particular in the region of cable connections - Google Patents
Method and device for insulating short cable sections, in particular in the region of cable connectionsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Isolierung kurzer Kabelabschnitte, insbesondere im Bereich von Kabelverbindun gen, durch Umhüllen mit Isolierband, welches abschnittwei se mittels Ultraschall zu einer in sich geschlossenen ring förmigen Manschette verschweißt und neben der Schweißnaht vom Vorrat abgetrennt wird. Die Erfindung bezieht sich wei terhin auf Vorrichtungen zur Durchführung eines solchen Verfahrens.The invention relates to a method for isolating short Cable sections, especially in the field of cable connections gen, by wrapping with insulating tape, which section using ultrasound to form a closed ring shaped cuff welded and next to the weld is separated from the stock. The invention relates to white further on devices for carrying out such Procedure.
Mit der zunehmenden Verbreitung elektrischer Antriebe und Einrichtungen, z. B. in Fahrzeugen und Maschinen, sowie der zugehörigen komplizierten Steuerungen nimmt auch der Umfang der Verkabelung zu. Es müssen vielfach sog. Kabel bäume mit einer großen Zahl von Kabelverbindungen herge stellt werden. Dies geschieht bisher meistens noch so, daß die Knotenstelle mit einer Hülse vercrimpt wird. Es ist daneben aber auch bekannt, die Kabel an den Knoten durch Ultraschallschweißen zu verbinden, vergl. z. B. DE-PS 31 51 151. Dieses Verfahren ist in der Serienproduktion, z. B. im Kraftfahrzeugbau, wesentlich kostengünstiger als die Herstellung von Hülsenverbindungen. Es führt zu Kabel knoten, die auf Zug hoch belastbar sind, aber beim Ausein anderspreizen der miteinander verschweißten Kabel, wie dies beim sog. Peeltest geschieht, verhältnismäßig leicht zu tren nen. Daher sind insbesondere sog. Endknoten gefährdet, bei denen die freien Enden der miteinander verschweißten Kabel in dieselbe Richtung weisen. Gerade solche Endknoten kommen in der Praxis besonders häufig vor.With the increasing spread of electric drives and Facilities, e.g. B. in vehicles and machines, and the associated complicated controls also takes Scope of wiring too. So-called cables are often required trees with a large number of cable connections be put. So far this mostly happens in such a way that the node is crimped with a sleeve. It is but also known to pass the cables through the nodes To connect ultrasonic welding, cf. B. DE-PS 31 51 151. This process is in series production, e.g. B. in motor vehicle construction, much cheaper than the production of sleeve connections. It leads to cables knots that can withstand high loads when pulled, but when they are gone spread the welded cables differently, like this the peel test happens to be relatively easy to pedal nen. Therefore, so-called end nodes are particularly at risk which the free ends of the cables welded together point in the same direction. Such end nodes come precisely particularly often in practice.
Dem genannten Mangel der ultraschallgeschweißten Kabelkno ten kann in bekannter Weise durch eine sehr feste isolieren de Umhüllung begegnet werden. Es ist in diesem Zusammen hang weiterhin bekannt, auch hierfür das Ultraschallschweiß verfahren einzusetzen. Dabei ist man bisher so vorgegangen, wie es schematisch in Fig. 1 gezeigt ist. Es wurden zwei Isolierbandstreifen 10, 12 von zwei Vorratsrollen 14 bzw. 16 abgezogen und in paralleler Lage übereinander durch eine in Längsrichtung verschiebliche Klemmvorrichtung 13 ab schnittweise einem aus Sonotrode 20 und Amboß 22 bestehen den Ultraschall-Schweißwerkzeug zugeführt. Nachdem eine Bedienungsperson das Kabel mit der zu isolierenden Knoten stelle in das Werkzeug 20, 22 eingelegt hat, wird der Schweißvorgang ausgelöst, bei dem die Sonotrode 20 gegen den Amboß 22 vorfährt, wobei auf gegenüberliegenden Seiten des Kabels die beiden Isolierbandstreifen 10, 12 zu einer ringförmigen Manschette miteinander verschweißt werden. Weil bei diesem Vorgang auch die neu gebildeten Enden der Isolierbandstreifen 10, 12 miteinander verschweißen, ist eine weitere in Längsrichtung verschiebliche Klemmeinrich tung 24 vorhanden, welche die freien Enden der Isolierband streifen 10, 12 um ein bestimmtes Maß vom Schweißwerkzeug 20, 22 zurückzieht, wobei die Schweißverbindung am Banden de durch ein in Fig. 2 gezeigtes, neben dem Schweißwerkzeug 20, 22 zwischen den Isolierbandstreifen 10 und 12 angeordne tes Messer 26 aufgetrennt wird.The above-mentioned deficiency of the ultrasonically welded Kabelkno can be countered in a known manner by a very solid insulating covering. In this context, it is also known to use the ultrasonic welding method for this as well. So far, the procedure has been as shown schematically in FIG. 1. There were two insulating tape strips 10 , 12 removed from two supply rolls 14 and 16 and in parallel position one above the other by means of a longitudinally displaceable clamping device 13 from section one consisting of sonotrode 20 and anvil 22 fed to the ultrasonic welding tool. After an operator has inserted the cable with the node to be insulated into the tool 20 , 22 , the welding process is triggered, in which the sonotrode 20 moves up against the anvil 22 , the two insulating tape strips 10 , 12 forming one on opposite sides of the cable annular cuff are welded together. Because this process also welds the newly formed ends of the insulating tape strips 10 , 12 to one another, a further longitudinally displaceable clamping device 24 is provided which strips the free ends of the insulating tape 10 , 12 by a certain amount from the welding tool 20 , 22 , whereby the welded connection on the strip de is separated by a knife 26 shown in FIG. 2 next to the welding tool 20 , 22 between the insulating tape strips 10 and 12 .
Wenn die Sonotrode 20 und der Amboß 22 mit im Querschnitt im wesentlichen halbkreisförmigen Aufnahmerinnen für das Kabel ausgebildet sind, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, können mit einem solchen Werkzeug jeweils nur Kabel eines ganz bestimmten, zum Radius der rinnenförmigen Aufnahmen in den Werkzeugteilen 20, 22 passenden Durchmessers mit einer festsitzenden Isolierbandmanschette umhüllt werden. Es ist deshalb auch schon gemäß Fig. 2A bekannt, eine Sono trode 20′ und einen Amboß 22′ auf gegenüberliegenden Seiten des zu isolierenden Kabels jeweils mit einer einzigen Schweißkante auszubilden. Dann kann durch Verschiebung des Ambosses 22 quer zur Vorschubrichtung der Sonotrode 20 eine Anpassung an unterschiedliche Kabeldurchmesser erfolgen. Da sich jedoch die Höhe der Schweißkanten an den beiden Werkzeugteilen 20, 22 nach dem größten vorkommenden Kabel durchmesser richtet, kann bei allen demgegenüber kleineren Kabeldurchmessern keine Verschweißung bzw. Verklebung zwi schen den Isolierbändern 10, 12 und den metallischen oder bereits vorhandenen isolierenden Teilen des Kabels statt finden, d. h. die hergestellte isolierende Manschette sitzt verhältnismäßig lose und ggf. sogar verschieblich auf dem Kabelknoten und kann weder das schädliche Auseinandersprei zen der Kabel noch das Eindringen von Feuchtigkeit verhin dern.If the sonotrode 20 and the anvil 22 are designed with receptacles for the cable which are essentially semicircular in cross section, as shown in FIG. 2, only such a tool can be used for cables of a very specific one, for the radius of the groove-shaped receptacles in the tool parts 20 , 22 of suitable diameter can be wrapped with a tight insulating sleeve. It is therefore already shown in FIG. 2A known, a Sono trode 20 'and an anvil 22' of the form on opposite sides to each insulating cable with a single sealed edge. Then, by moving the anvil 22 transversely to the feed direction of the sonotrode 20, it can be adapted to different cable diameters. However, since the height of the welding edges on the two tool parts 20 , 22 depends on the largest occurring cable diameter, no welding or bonding between the insulating tapes 10 , 12 and the metallic or already existing insulating parts of the cable can occur in all smaller cable diameters take place, ie the manufactured insulating sleeve sits relatively loosely and possibly even slidably on the cable knot and can neither prevent the harmful spreading apart of the cable nor the penetration of moisture.
Um einerseits eine hochbelastbare, das Auseinanderspreizen der Kabel wirksam verhindernde, andererseits aber auch gleichzeitig mit dem Kabel möglichst weitgehend und wasser dicht verklebte Isolierung zu erhalten, ist es bei Einsatz eines Schweißwerkzeugs gemäß Fig. 2 bekannt, ein Zweikompo nenten-Isolierband zu verwenden, dessen äußere, relativ feste Schicht z. B. aus Polyamid besteht und z. B. bei einer Temperatur von etwa 150 bis 180 Grad schmilzt, wäh rend eine innere, z. B. mit Längsrippen geformte Schicht aus beispielsweise PVC besteht und bei etwa 100 Grad Cel sius schmilzt. Ein derartiges Isolierband wird z. B. von der Firma Erich Janisch Kunststoffe, 8548 Heideck herge stellt. Ein Schweißvorgang mit zwei derartigen Isolierbän dern in einer Vorrichtung gemäß Fig. 1 und mit einem Werk zeug gemäß Fig. 2 läuft so ab, daß zunächst durch die seit lichen Schweißkanten der Werkzeugteile 20, 22 die gegenüber liegenden Schweißnähte der festen äußeren Schicht herge stellt werden und dann durch die gerundeten Bereiche der rinnenförmigen Kabelaufnahmen die innere Schicht verflüs sigt wird, welche alle Hohlräume zwischen dem Kabel und seiner neben der Knotenstelle noch vorhandenen Isolierung einerseits sowie der durch die äußere feste Schicht gebilde ten Manschette andererseits ausfüllt und alle Teile fest miteinander verklebt. In order to obtain on the one hand a highly resilient, effectively preventing the cables from spreading apart, but on the other hand at the same time as far as possible and water-tightly glued insulation with the cable, it is known when using a welding tool according to FIG. 2 to use a two-component insulating tape, the outer, relatively solid layer z. B. consists of polyamide and z. B. melts at a temperature of about 150 to 180 degrees, while an inner, z. B. with longitudinal ribs formed layer of PVC, for example, and melts at about 100 degrees Cel sius. Such insulating tape is z. B. from the company Erich Janisch Kunststoffe, 8548 Heideck Herge. A welding process with two such Isolierbän countries in a device according to FIG. 1 and with a tool according to FIG. 2 takes place in such a way that first the opposite weld seams of the solid outer layer are produced by the welding edges of tool parts 20 , 22 and then through the rounded areas of the trough-shaped cable receptacles, the inner layer is liquefied, which fills all cavities between the cable and its insulation, which is still present next to the node, on the one hand, and the sleeve formed by the outer, solid layer on the other hand, and all parts are firmly bonded to one another.
Dieser Stand der Technik hat jedoch noch so gravierende Nachteile, daß er trotz des drängenden Bedarfs wegen der fertigungstechnischen Vorteile der Herstellung von Kabel knoten durch Ultraschallschweißen in der Praxis keine Ver breitung gefunden hat. Da ist zunächst der Nachteil, daß jedes Mal, wenn Kabel anderer Stärke isoliert werden sol len, das notwendigerweise zum Durchmesser passend zu wählen de Schweißwerkzeug nach Fig. 2 ausgewechselt werden muß. Ein weiterer Mangel besteht darin, daß es großer Aufmerk samkeit bedarf, das Kabel vor dem Schweißvorgang richtig in dem genau passenden Schweißwerkzeug zu positionieren. Vor allem bei Litzen geraten einzelne Drähte leicht außer halb des Schweißwerkzeugs und führen zu Ausschuß. Ein zu sätzliches Erschwernis des Problems der Positionierung des Kabels im Schweißwerkzeug resultierte daraus, daß wegen der durch die Werkzeugform bedingten Genauigkeit praktisch nur das Einlegen von Hand in Frage kam. Wegen der Gefahr der Verletzung der Finger im Schweißwerkzeug muß aber anderer seits das Auslösen des Schweißvorgangs durch Zweihandbedie nung gefordert werden. Es ist verständlich, daß unter die sen Bedingungen jedes Kabel vorsichtig und sorgfältig in das Schweißwerkzeug eingelegt werden mußte, damit es sich nach dem zum Drücken der Bedienungsknöpfe der Maschine not wendigen Loslassen nicht wieder verlagerte, und daß dieser gesamte Vorgang für eine rationelle Serienfertigung zuviel Zeit kostet.However, this prior art has such serious disadvantages that, despite the pressing need because of the manufacturing advantages of the production of cable knots by ultrasonic welding, it has not been found in practice. First there is the disadvantage that every time cables of different thicknesses are to be insulated, the diameter of the welding tool according to FIG. 2 that must necessarily be selected to match the diameter must be replaced. Another shortcoming is that it requires great attention to correctly position the cable in the precisely fitting welding tool before the welding process. Especially with strands, individual wires easily get outside of the welding tool and lead to rejects. An additional complication of the problem of the positioning of the cable in the welding tool resulted from the fact that due to the accuracy due to the tool shape, practically only manual insertion was possible. Because of the risk of injury to the fingers in the welding tool, on the other hand, the triggering of the welding process by two-hand operation must be required. It is understandable that, under these conditions, each cable had to be carefully and carefully inserted into the welding tool so that it did not move again after being released to push the control buttons on the machine, and that this entire process was too much time for rational series production costs.
Auch die bekannte Vorrichtung hat über die bereits genann ten Fehler der Schweißwerkzeuge gemäß Fig. 2 und 2a hinaus weitere Mängel. Die Benutzung von zwei parallelen Isolier bändern macht nach jedem Schweißvorgang deren Trennung mit einem Messer notwendig. Mehrkomponenten-Isolierbänder mit einer Innenschicht in Form eines verlaufenden Klebers wer den jedoch von dem Messer nicht sauber getrennt, wodurch wiederum die genaue Positionierung des Kabels im Schweiß werkzeug beeinträchtigt wird. Die aus der parallelen Band führung resultierende Vorschubeinrichtung mit längsver schieblichen Klemmen funktioniert auch nicht einwandfrei, weil die Isolierbänder im Gegensatz zur Förderung zwischen Rollen beim Vorschieben in Führungen die Tendenz haben, zu verklemmen und sich zu verwerfen. Der störungsanfällige und notwendigerweise wegen Verletzungsgefahr eingekapselte Isolierbandvorschub ist nur nach dem Offnen einer Verschluß klappe zugänglich, und dies wiederum bedingt jedesmal das Abschalten der Maschine.The known device also has other defects beyond the already mentioned errors of the welding tools according to FIGS . 2 and 2a. The use of two parallel insulating tapes makes it necessary to separate them with a knife after each welding process. Multi-component insulating tapes with an inner layer in the form of a running adhesive, however, who are not properly separated from the knife, which in turn impairs the precise positioning of the cable in the welding tool. The feed device resulting from the parallel tape guide with longitudinally displaceable clamps does not work properly either, because the insulating tapes, in contrast to the conveyance between rollers when feeding in guides, have a tendency to jam and warp. The isolating tape feeder, which is susceptible to faults and is encapsulated because of the risk of injury, is only accessible after opening a closure flap, and this in turn requires the machine to be switched off each time.
Schließlich leidet die bekannte Vorrichtung gemäß Fig. 1 unter dem Mangel, daß sie sehr viel Platz beansprucht, weil sich in der einen Richtung der Isolierbandvorschub und in der anderen Richtung die Sonotrode und ihr Schwingungsan trieb erstrecken.Finally, the known device according to FIG. 1 suffers from the lack that it takes up a lot of space, because in one direction the insulating tape feed and in the other direction the sonotrode and its vibration drive extend.
Ausgehend von dem geschilderten Stand der Technik, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine zu dessen Durchführung geeignete Vorrichtung zu schaffen, welche eine wesentliche Vereinfachung und Beschleunigung der Isolierung von Kabelabschnitten sowie grundsätzlich ein besseres Arbeitsergebnis gewährleisten, und diese Auf gabe wird verfahrensmäßig dadurch gelöst, daß das Isolier band in Form einer zusammenhängenden Schlaufe um das Kabel geschlungen und dann das freie Ende der Schlaufe gegen de ren Anfang geschweißt wird.Starting from the described prior art, lies the invention has for its object a method and to create a suitable device for its implementation, which is a significant simplification and acceleration the insulation of cable sections as well ensure a better work result, and this on gift is procedurally solved in that the isolation tied in the form of a coherent loop around the cable looped and then the free end of the loop against the is welded at the beginning.
Das neue Verfahren bietet den Vorteil, daß zu seiner Durch führung nur ein einziges Isolierband eingesetzt und vorge schoben zu werden braucht. Damit entfällt auch das Problem, zwei miteinander verschweißte Bänder wieder sauber trennen zu müssen. Gleichzeitig ergibt sich der weitere Vorteil, daß eine bis auf eine einzige Längsschweißnaht das Kabel umschließende Isolierbandschlaufe mehr Sicherheit gegen Fertigungsfehler bietet als eine Isolierung mit zwei gegen überliegenden Schweißnähten. The new method has the advantage that to its through guide only one insulating tape used and pre needs to be pushed. This also eliminates the problem separate two tapes welded together again to have to. At the same time, there is the further advantage that the cable except for a single longitudinal weld enclosing insulating tape loop more security against Manufacturing defects offers as an insulation with two against overlying welds.
Aus der DE-PS 35 37 167 ist es zwar bekannt, ein Isolier band mit einem einseitig aufgetragenen, als Heißkleber fun gierenden Material mit niedrigerer Schmelztemperatur um das Kabel herum zu winden. Es wird dann jedoch das Isolierband nur verklebt, nicht aber erfindungsgemäß durch eine einzige Schweißnaht zu einer in sich geschlossenen Manschette ver schweißt, die das Auseinanderspreizen der Kabelenden verhin dern kann.From DE-PS 35 37 167 it is known an insulating tied with a one-sided, fun as hot glue gier material with lower melting temperature around that To wind cables around. But then it becomes the insulating tape only glued, but not according to the invention by a single one Ver weld seam to a self-contained cuff welds that prevent the cable ends from spreading apart who can.
Das Umbiegen des freien Endes des Isolierbands zu einer Schlaufe braucht kein komplizierter Vorgang zu sein. In einer in der Praxis bevorzugten Ausführungsform der Erfin dung wird das Ende des Isolierbands von einer Seite einer schlitzförmigen Kabelaufnahme aus zur anderen Seite frei auskragend vorgeschoben und dann in einem Zug um das Kabel herum zur ersten Seite zurückgebogen und in eine Klemmstel lung gedrückt, wobei das Zurückbiegen und Einklemmen des freien Kabelendes vorzugsweise durch Bewegung des einen Teils des Schweißwerkzeugs erfolgt.Bending the free end of the insulating tape into one Loop need not be a complicated process. In a preferred embodiment of the invention in practice the end of the insulating tape from one side of one slot-shaped cable holder free to the other side cantilevered and then in one go around the cable bent back to the first side and into a clamp lung pressed, the bending back and pinching the free cable end preferably by moving one Part of the welding tool is done.
Das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem das Isolierband vor dem Schweißen zu einer Schlaufe geformt wird, bietet im Gegensatz zum Stand der Technik die weitere vorteilhafte Möglichkeit, daß die Schlaufe durch eine auf ihre Enden ausgeübte Zugkraft gestrafft werden kann, während das Kabel durch das Schweißwerkzeug radial gehalten wird. Man er reicht auf diese Weise einen wesentlich festeren Sitz der isolierenden Manschette, selbst wenn sie aus einem Einkom ponentenband besteht, auf einem Kabelknoten, der dadurch besser gegen Auseinanderspreizen der verbundenen Kabel ge schützt wird.The method according to the invention, in which the insulating tape formed into a loop before welding in contrast to the prior art, the further advantageous Possibility of having the loop through one on its ends Exerted traction can be tightened while the cable is held radially by the welding tool. Man he in this way a much more secure fit of the insulating cuff even if it comes from an income component band, on a cable node, which thereby better against spreading apart the connected cables protects.
Das beim Schweißvorgang neben der Schweißnaht abgetrennte freie Ende der Schlaufe, welches in diesem Stadium des Ver fahrens immer noch geklemmt gehalten wird, kann in einfa cher Weise, und ohne daß es hierzu eines Messers bedarf, durch eine Zugkraft von dem freien Ende der nächstfolgenden Schlaufe weggezogen werden. Die Sauberkeit der Abrißstelle spielt weder für den weiteren Bandvorschub noch das Einle gen des Kabels in das Schweißwerkzeug eine Rolle.The one separated during the welding process next to the weld seam free end of the loop, which at this stage of ver driving is still held clamped, in simple terms way, and without the need for a knife, by a pulling force from the free end of the next one Loop be pulled away. The cleanliness of the demolition site plays neither for the further band advance nor the Einle the cable into the welding tool.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung wird die Schweißnaht auf der Unterseite des im wesentlichen hori zontal gehaltenen Kabels erzeugt. Dadurch wird der Vorteil erzielt, daß das jeweils abgetrennte und abgezogene äußer ste Kabelende nach unten aus der Schweißvorrichtung heraus fallen kann.In a further preferred embodiment of the invention the weld on the bottom of the essentially hori zontal held cable generated. This is the advantage achieved that the separated and peeled outer the cable end down out of the welding device can fall.
Ebenfalls Vorteile für die Maschinenkonstruktion ergeben sich aus dem weiteren Vorschlag zur Ausgestaltung der Er findung, das Isolierband im wesentlichen parallel zur Längs achse, d. h. zur Vorschubrichtung der Sonotrode zu deren vorderen Ende hin vorzuschieben. Allein durch diese zweck mäßige Wahl der Bewegungsrichtung des Isolierbands kann die gesamte Vorrichtung wesentlich verkleinert und kosten günstiger hergestellt werden.There are also advantages for machine construction itself from the further proposal for the design of the Er finding, the insulating tape substantially parallel to the longitudinal axis, d. H. to the feed direction of the sonotrode to advance the front end. By this purpose alone moderate choice of the direction of movement of the insulating tape can the entire device significantly reduced in size and cost can be manufactured more cheaply.
Um Endknoten nicht nur am Umfang des Kabels, sondern auch endseitig zu isolieren, sieht eine weitere Verfahrensvarian te vor, daß bei der Isolierung eines freien Kabelendes zu nächst eine darüber hinaus vorstehende Manschette ge schweißt wird und dann deren überstehendes Ende durch eine Quernaht abgeschlossen wird.To end nodes not only on the circumference of the cable, but also Isolating at the end provides another method variant te before that in the insulation of a free cable end next a cuff protruding beyond it is welded and then its protruding end by a Cross seam is completed.
Es wird als selbstständig schutzfähige Erfindung angesehen, bei Verwendung eines Mehrkomponenten-Isolierbands mit wenig stens einer verhältnismäßig festen, bei relativ höherer Temperatur schmelzenden äußeren Schicht und wenigstens einer bei niedriger Temperatur schmelzenden, inneren Schicht zuerst auf der einen Seite des Schweißwerkzeugs einen die Schweißnaht, durch welche die äußere Schicht zu einer ring förmigen Manschette geschlossen wird, erzeugenden ersten Werkzeugteil und nach dessen Zurückziehen einen die innere Schicht schmelzenden, zweiten Werkzeugteil zum Wirkkontakt mit dem Isolierband zu bringen. Dieses Verfahren gestattet es, jeweils optimale Voraussetzungen zunächst für das Schweißen der Längsnaht und dann für das Abdichten und Ver kleben der Isolierbandmanschette mit dem Kabel zu schaffen.It is considered an independently protectable invention when using a multi-component insulating tape with little at least a relatively solid, at a relatively higher Temperature melting outer layer and at least an inner layer melting at low temperature first on one side of the welding tool Weld through which the outer layer forms a ring shaped cuff is closed, generating first Tool part and after withdrawing it the inner one Layer melting second tool part for active contact to bring with the insulating tape. This procedure allows it, optimal conditions for the first Welding the longitudinal seam and then for sealing and ver glue the electrical tape sleeve to create the cable.
Um auch beim Verarbeiten von Mehrkomponenten-Isolierbändern beim Ubergang auf einen anderen Kabelquerschnitt nicht je desmal das Schweißwerkzeug auswechseln zu müssen, wird in weiterer bevorzugter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen, daß beim Verflüssigen der inneren Schicht auf einem Teil des Umfangs der das Kabel umgeben den Isolierbandmanschette längs achsparalleler Linien die Sonotrode oder der Amboß des Schweißwerkzeugs mit Lücken anliegen, denen auf Seiten der jeweils anderen Werkzeug hälfte Kontaktbereiche gegenüberliegen. Es hat sich über raschend gezeigt, daß die reduzierten Kontaktbereiche auf jeder Seite des Schweißwerkzeugs ausreichen, die innere, klebende Schicht des Isolierbands zu verflüssigen, und durch diese Maßnahme zusätzlich der Vorteil gewonnen wird, daß sich die Werkzeughälften je nach Kabeldurchmesser mehr oder weniger weit durchdringen können und deshalb nicht mehr ausgewechselt zu werden brauchen.To also when processing multi-component insulating tapes not at the transition to a different cable cross section The need to change the welding tool is in a further preferred embodiment of the invention Process proposed that when liquefying the inner Layer on part of the circumference surrounding the cable the insulating tape sleeve along lines parallel to the axis Sonotrode or the anvil of the welding tool with gaps concern those on the other side of the tool half of the contact areas. It has over surprisingly shown that the reduced contact areas each side of the welding tool is sufficient, the inner, liquefy adhesive layer of the insulating tape, and this measure also gives the advantage that the tool halves more depending on the cable diameter or can penetrate less and therefore not need to be replaced more.
Eine zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens geeig nete Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Schweißwerkzeug nur auf einer Seite eines darin eingelegten Kabels mit einer Schweißkante für eine Längsnaht ausgebil det ist und die Führungseinrichtung für das Isolierband im Bereich des Schweißwerkzeugs Umlenkglieder aufweist, durch welche das freie Ende des Isolierbands um das Kabel herum biegbar ist. Bei dieser Vorrichtung kann das Einlegen des Kabels dadurch erleichtert werden, daß die Bearbeitungs stellung des Kabels im Schweißwerkzeug durch das Ende eines Schlitzes im Maschinengehäuse bestimmt ist, welcher sich in Längsrichtung der Sonotrode zu deren äußeren Ende hin erstreckt und in welchen das Kabel in Querlage einführbar ist, während der Amboß aus dem Bereich des Schlitzes zurück gezogen oder herausgeschwenkt ist.One suitable for carrying out the proposed method Nete device is characterized in that the Welding tool only on one side of an inserted one Trained with a welding edge for a longitudinal seam det and the guide device for the insulating tape has deflecting members in the area of the welding tool, through which the free end of the insulating tape around the cable is bendable around. With this device, the insertion can of the cable can be facilitated by the fact that the processing position of the cable in the welding tool through the end of a Slot in the machine housing is determined, which is in the longitudinal direction of the sonotrode towards its outer end extends and in which the cable can be inserted in the transverse position is while the anvil returns from the area of the slot is pulled or swung out.
Ebenfalls der Vereinfachung der Bedienung und der Zuver lässigkeit der Umhüllung des Kabels mit Isolierband dient der weitere Vorschlag zur Ausgestaltung der Erfindung, daß zu der Führungseinrichtung für das Isolierband eine auf der einen Seite des Schlitzes verschwenkbar gelagerte Klap pe gehört, welche sich beim Einführen des Kabels in den Schlitz schräg nach innen weisend durch diesen erstreckt und auf ihrer Außenseite das freie Ende des von der Vor schubeinrichtung quer zum Schlitz und schräg nach außen vorgeschobenen Isolierbands führt, während das Kabel im Schlitz unter der Klappe hindurchführbar ist.Also the simplification of the operation and the reliability serves to cover the cable with insulating tape the further proposal for the embodiment of the invention that to the guide device for the insulating tape one side of the slot pivotally mounted flap pe heard, which is when inserting the cable into the Slit extending obliquely inwards through this and on its outside the free end of the from the front pushing device across the slot and diagonally outwards advanced insulation tape while the cable in Slot can be passed under the flap.
Das auch für sich allein schutzfähige, neue Schweißwerkzeug der vorgeschlagenen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Amboß aus wenigstens zwei relativ zueinander be weglichen, nacheinander zur Wirkung zu bringenden Teilen besteht, wobei ein erster Amboßteil zusammen mit einem er sten Teil der Sonotrode ein Schweißwerkzeug bildet, durch welches eine oder mehrere Längsschweißnähte der ringförmi gen Isolierbandmanschette erzeugbar sind, und welcher nach dem Schweißvorgang zurückziehbar ist, und ein zweiter Am boßteil sowie ein damit zusammenwirkender zweiter Teil der Sonotrode jeweils im wesentlichen V-förmige Aufnahmen für das vom Isolierband umschlossene Kabel bilden, deren Schen kel durch eine Vielzahl mit Zwischenabstand paralleler, quer zum Kabel gerichteter und gegenseitig derart auf Lücke versetzter Rippen gebildet sind, daß sich die Schenkel in der Arbeitsstellung des Schweißwerkzeugs durchdringen.The new welding tool, which can also be protected on its own the proposed device is characterized in that that the anvil be at least two relative to each other movable parts to be brought into effect one after the other exists, with a first anvil part together with a he most part of the sonotrode forms a welding tool which one or more longitudinal welds of the ring-shaped gene insulating tape sleeve can be generated, and which after the welding process is retractable, and a second Am Boss part and a cooperating second part of the Sonotrode in each case essentially V-shaped receptacles for form the cable enclosed by the insulating tape, the legs of which kel by a large number of parallel spaced, oriented diagonally to the cable and so mutually to gap offset ribs are formed that the legs in penetrate the working position of the welding tool.
Das zuletzt gekennzeichnete Schweißwerkzeug eignet sich ersichtlich nicht nur zur Durchführung des neuen Verfah rens, sondern auch dann, wenn in herkömmlicher Weise zwei parallel zugeführte Isolierbänder auf gegenüberliegenden Seiten des Kabels miteinander verschweißt werden. Der zu erzielende Vorteil besteht dort ebenfalls darin, daß beim Übergang auf eine andere Kabelstärke nicht das Schweißwerk zeug ausgewechselt zu werden braucht, weil sich Sonotrode und Amboß je nach Kabeldurchmesser mehr oder weniger weit durchdringen können.The last marked welding tool is suitable evident not only for the implementation of the new procedure rens, but also if in a conventional manner two Insulating tapes fed in parallel on opposite Sides of the cable are welded together. The too Achieving advantage there is also that Transition to a different cable size does not change the welding mechanism Stuff needs to be replaced because the sonotrode and anvil depending on the cable diameter more or less far can penetrate.
Der vorgeschlagene Kammeingriff zwischen Sonotrode und Am boß kommt nicht nur für Mehrkomponenten-, sondern auch für Einkomponenten-Isolierbänder in Frage. Er sorgt dafür, daß nach der Herstellung einer oder mehrerer Längsnähte der isolierenden Manschette unabhängig vom Kabelquerschnitt ein intensiver Schweißkontakt zwischen den zu verschweißen den Teilen am Umfang zustande kommt.The proposed comb engagement between sonotrode and Am Boss does not only come for multi-component, but also for One-component insulating tapes in question. He ensures that after the production of one or more longitudinal seams of the insulating sleeve regardless of the cable cross-section an intense welding contact between those to be welded the parts of the scope come about.
Nachdem vorstehend im Zusammenhang mit dem Stand der Tech nik bereits auf die Fig. 1, 2 und 2a näher eingegangen worden ist, werden nachstehend anhand der weiteren Zeich nungsfiguren Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Es zeigen:After the above in connection with the prior art technology has already been discussed in more detail in FIGS . 1, 2 and 2a, exemplary embodiments of the invention are explained below with reference to the further drawing figures. Show it:
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des geöff neten Schweißwerkzeugs und eines Teils einer Vorschubeinrichtung beim Vorschie ben von Isolierband zwischen die Teile des Schweißwerkzeugs; Fig. 3 is a perspective view of the open welding tool and part of a feed device when pushing insulating tape between the parts of the welding tool;
Fig. 4 die Teile nach Fig. 3 beim Einführen eines zu isolierenden Kabels in das Schweißwerkzeug; FIG. 4 shows the parts of Figure 3 upon insertion of a cable to be isolated in the welding tool.
Fig. 5 die Teile nach Fig. 3 und 4 beim Schlie ßen des Schweißwerkzeugs; Fig. 5 shows the parts of Figures 3 and 4 when closing the welding tool.
Fig. 6 die Teile nach Fig. 3 bis 5 während des Schweißvorgangs; Fig. 6, the parts according to Fig 3 to 5 during the welding process.
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines Schweißwerkzeugs mit einer Einrichtung zum Schweißen einer Quernaht im über stehenden Bereich der Isolierung eines Kabelendes; Fig. 7 is a perspective view of a welding tool with a device for welding a transverse seam in the projecting region of the insulation of a cable end;
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht einer Schweißvorrichtung mit einem verschwenk bar gelagerten Amboß in geöffneter Stellung; 8 is a perspective view of a welding device with a bar which can pivot mounted anvil in the open position.
Fig. 9 die Schweißvorrichtung nach Fig. 8 in geschlossener Stellung; Fig. 9 shows the welding apparatus according to Figure 8 is in the closed position.
Fig. 10 die Schweißvorrichtung nach Fig. 8 und 9 während des Schweißvorgangs; Fig. 10 shows the welding apparatus according to Figures 8 and 9 during the welding operation.
Fig. 11 und 12 Ansichten entsprechend Fig. 8 und 10 einer nochmals abgewandelten Schweiß vorrichtung; Fig. 11 and 12 views corresponding to Figures 8 and 10 of a further modified welding device.
Fig. 13 perspektivische Ansicht zusammenwirken der Werkzeugteile z.B. einer Vorrich tung nach Fig. 3-6 zum Isolieren von Hülsenverbindungen von Kabeln. Fig. 13 perspective view of the tool parts, for example, a Vorrich device according to Fig. 3-6 for isolating sleeve connections of cables.
Bevor auf die Einzelheiten der in der Zeichnung gezeigten Vorrichtungen näher eingegangen wird, sei vorausgeschickt, daß die massiven Körper teilweise wie Glaskörper darge stellt sind, um auch solche für das Verständnis wichtigen Kanten zu zeigen, die sonst verdeckt wären.Before going to the details of those shown in the drawing Devices is discussed in more detail, that the massive body partly like glass body are also important for understanding To show edges that would otherwise be hidden.
Das in Fig. 3 gezeigte Ultraschall-Schweißwerkzeug besteht aus einer Sonotrode 30 und einem mehrteiligen Amboß 32. Die Sonotrode 30 ist in bekannter Weise mit einem Ultra schall-Schwingungserzeuger verbunden, der sich mit Bezug auf Fig. 3 nach rechts an sie anschließt. Zum Schweißvor- gang wird die Sonotrode 30 aus der in Fig. 3 gezeigten zu rückgezogenen Stellung gemäß dem eingetragenen Doppelpfeil 34 nach links vorgeschoben und danach wieder in die Aus gangsstellung zurückgezogen.The ultrasonic welding tool shown in FIG. 3 consists of a sonotrode 30 and a multi-part anvil 32 . The sonotrode 30 is connected in a known manner to an ultrasonic vibration generator which adjoins it to the right with reference to FIG. 3. For the welding process, the sonotrode 30 is advanced from the position shown in FIG. 3 to the retracted position to the left in accordance with the double arrow 34 and then retracted into the starting position.
Der mehrteilige Amboß 32 nimmt in der geöffneten Stellung des Schweißwerkzeugs die in Fig. 3 gezeigte, nach oben zu rückgezogene Stellung ein und wird nach dem Einlegen eines Kabels zum Schweißen der aufgebrachten isolierenden Man schette in Richtung des Doppelpfeils 36 nach unten gescho ben, um nach dem Schweißvorgang wieder nach oben zurückge zogen zu werden. In dieser zurückgezogenen Ausgangsstellung gibt der Amboß 32 einen in Fig. 3 angedeuteten Führungs schlitz 38 in dem äußeren Gehäuse der Schweißvorrichtung frei, welches die Sonotrode 30 und den Amboß 32 aufnimmt. Nunmehr kann von der dem Amboß 32 gegenüberliegenden Seite des Schlitzes 38 aus, d. h. von unten, durch ein Paar zu sammenwirkender Vorschubrollen 40, 42 das freie Ende eines Isolierbands 44 schräg nach oben und außen über den Schlitz hinweg vorgeschoben werden. Das Isolierband 44 wird durch nicht gezeigte weitere Förder- und/oder Führungsrollen von einer ebenfalls nicht dargestellten Vorratsrolle abgezogen, die sich mit Bezug auf Fig. 3 weiter rechts befindet, so daß das Isolierband 44 durch die Vorschubeinrichtung im wesentlichen parallel zur Längsachse der Sonotrode, neben dieser und dem Schwingungserzeuger an die Schweißstelle herangeführt wird.The multi-part anvil 32 takes up in the open position of the welding tool shown in Fig. 3, up to the retracted position and is pushed after inserting a cable for welding the applied insulating sleeve in the direction of the double arrow 36 down to ben the welding process to be pulled back up. In this retracted initial position, the anvil 32 releases a guide slot 38, indicated in FIG. 3, in the outer housing of the welding device, which receives the sonotrode 30 and the anvil 32 . Now the free end of an insulating tape 44 can be advanced obliquely upwards and outwards over the slot from the side of the slot 38 opposite the anvil 32 , ie from below, by means of a pair of feed rollers 40 , 42 which cooperate. The insulating tape 44 is pulled off by further conveyor and / or guide rollers, not shown, from a storage roll, also not shown, which is located further to the right with reference to FIG. 3, so that the insulating tape 44 is essentially parallel to the longitudinal axis of the sonotrode by the feed device, next to this and the vibration generator is brought up to the welding point.
Zur Vorschub- und Führungseinrichtung für das Isolierband 44 gehört weiterhin eine bei 46 verschwenkbar gelagerte Klappe 48, deren Drehwinkelstellung so gesteuert ist, daß sie bei geöffnetem Schweißwerkzeug gemäß Fig. 3 die gezeig te Schräglage einnimmt, in welcher sie sich vom oberhalb des Schlitzes 38 befindlichen Schwenkpunkt bei 46 schräg nach innen und unten über den Schlitz hinweg erstreckt und dabei auf ihrer Oberseite das vorgeschobene freie Ende des Isolierbands 44 führt, so daß sich dieses nicht infolge der Schwerkraft von allein nach unten umbiegen kann. To feed and guide device for the insulating tape 44 also includes a flap 48 pivotally mounted at 46 , the rotational angle position of which is controlled so that it assumes the inclined position shown in FIG. 3 when the welding tool is open, in which it is located above the slot 38 Pivot point at 46 extends obliquely inwards and downwards over the slot and in doing so leads on its upper side the advanced free end of the insulating tape 44 , so that it cannot bend downward as a result of gravity.
Fig. 4 zeigt die Stellung der Teile beim Einführen eines Kabels 50 in den Schlitz 38. Während das Kabel 50 in der gezeigten Querlage von links nach rechts in den Schlitz 38 bis an dessen Ende, welches als Anschlag dient, eingeführt wird, stößt es gegen die Klappe 38, verschwenkt diese ein wenig nach oben und wird schließlich unter dem hinteren, freien Ende der Klappe 48 hindurchgeführt. Somit ist durch die Klappe 48 sichergestellt, daß das Kabel 50 im Schlitz 38 unter das verhältnismäßig weit überstehende freie Ende des Isolierbands 44 geführt wird, ohne daß es besonderer Aufmerksamkeit beim Einführen des Kabels 50 in den Schlitz 38 bedarf. Wenn das Kabel 50 seine Bearbeitungsstellung am inneren Ende des Schlitzes 38 erreicht hat, liegt es teilweise schon an dem Isolierband 44 an und hat dieses ein wenig zum Schlitzende hin mitgenommen, so daß das Iso lierband 44 bereits einen etwa halbkreisförmigen Bogen um das Kabel 50 an dem zu isolierenden Kabelknoten bildet. Fig. 4 shows the position of the parts upon insertion of a cable 50 in the slot 38. While the cable 50 is inserted in the transverse position shown from left to right into the slot 38 to its end, which serves as a stop, it abuts the flap 38 , pivots it up a little and finally becomes under the rear, free one Passed end of the flap 48 . It is thus ensured by the flap 48 that the cable 50 is guided in the slot 38 under the relatively far protruding free end of the insulating tape 44 without requiring special attention when inserting the cable 50 into the slot 38 . When the cable 50 has reached its processing position at the inner end of the slot 38 , it is partially already against the insulating tape 44 and has taken this a little towards the end of the slot, so that the insulating tape 44 already has an approximately semicircular arc around the cable 50 the cable node to be isolated.
Der Schlitz 38 kann so schmal sein, daß die Bedienungsper son nicht mit den Fingern hineingreifen und sich verletzen kann. Daher braucht keine Zweihandbedienung der Maschine vorgesehen zu werden, sondern die Bewegung der Werkzeug teile 30 und 32 kann entweder automatisch oder durch eine Lichtschranke ausgelöst werden, sobald das zu isolierende Kabel 50 bis an das hintere Ende des Schlitzes 38 einge führt worden ist, oder es kann auch eine Auslösung durch einen Fußschalter erfolgen. Daraufhin verschwenkt die Klap pe 38 gemäß Fig. 5 steil nach unten aus dem Bewegungsbe reich des Ambosses 32 heraus und dieser wird in Richtung des Pfeils 36 an dem Kabel 50 vorbei von oben nach unten über den Schlitz 38 hinweg soweit verfahren, bis sich die zusammenwirkenden Bereiche von Sonotrode 30 und Amboß 32 in der für den auszuführenden Schweißvorgang notwendigen Stellung fluchtend gegenüberstehen.The slot 38 can be so narrow that the operator can not reach in with his fingers and injure himself. Therefore, no two-hand operation of the machine needs to be provided, but the movement of the tool parts 30 and 32 can either be triggered automatically or by a light barrier as soon as the cable 50 to be insulated has been introduced to the rear end of the slot 38 , or it can also be triggered by a foot switch. Then the flap pe 38 according to FIG. 5 steeply downward from the range of motion of the anvil 32 and this is moved in the direction of arrow 36 past the cable 50 from top to bottom over the slot 38 until the interacting ones Areas of sonotrode 30 and anvil 32 face each other in the position required for the welding process to be carried out.
Wie aus dem Vergleich von Fig. 4 mit Fig. 5 hervorgeht, nimmt beim Absenken des Ambosses 32 eine an diesem gelager te Führungs- und Spannrolle 52 zunächst das freie Ende des Isolierbands 44 hinter dem Kabel 50 mit nach unten und klemmt es zwischen sich und einer unterhalb des Schlitzes 38 gelagerten Gegenrolle 54 ein. Letztere ist drehfest mit einem Zahnrad 56 verbunden, welches mit einem mit der Rolle 42 gekuppelten Zahnrad 58 in Eingriff steht. Wird nun die zur Vorschubeinrichtung gehörende Rolle 42 durch einen nicht gezeigten reversierbaren Antrieb in Rückwärtsrichtung angetrieben, so zieht einerseits das Rollenpaar 40, 42 und andererseits wegen der Zahnradverbindung 56, 58 das Rollen paar 52, 54 jeweils an einem Ende der um das Kabel 50 ge schlungenen Isolierbandschlaufe, so daß diese für den an schließend stattfindenden Schweißvorgang straff gezogen wird.As can be seen from the comparison of FIG. 4 with FIG. 5, when lowering the anvil 32, a guide and tensioning roller 52 mounted on this first takes the free end of the insulating tape 44 down behind the cable 50 and clamps it between itself and a counter roller 54 mounted below the slot 38 . The latter is non-rotatably connected to a gear 56 which is in engagement with a gear 58 coupled to the roller 42 . If the roller 42 belonging to the feed device is now driven in the reverse direction by a reversible drive (not shown), the pair of rollers 40 , 42 on the one hand and the pair of rollers 52 , 54 on the other hand because of the gear connection 56 , 58 each at one end of the cable 50 ge looped insulating tape loop so that it is pulled taut for the subsequent welding process.
Bei der Bewegung der Sonotrode 30 nach links in die Schweiß position stößt zunächst eine sich unmittelbar neben dem Kabel in Richtung von dessen Längsachse erstreckende spitz winklige Schneidkante 60 auf einen Amboßteil 62, wobei durch die Wirkung des Ultraschalls eine Längsschweißnaht hergestellt wird, durch welche die straff um den Kabelkno ten geschlungene Isolierbandschlaufe zu einer ringförmig geschlossenen, isolierenden Manschette wird. Gleichzeitig wird durch die scharfe Schweißkante 60 im Zusammenwirken mit dem Zug der Rollenpaare 40, 42 und 52, 54 auf die Enden der verschweißten Isolierbandschlaufe das übrige Isolier band an der Schweißnaht von der ringförmig um das Kabel geschlossenen isolierenden Manschette abgetrennt, und die Rollen 52, 54 trennen auch den Materialabfall, der zuvor das äußerste freie Ende der Isolierbandschlaufe war, vom neuen freien Ende des Isolierbandvorrats 44. Damit das Spannrollenpaar 52, 54 den Materialabfall abwerfen kann, während die hierbei in Rückwärtsrichtung angetriebenen Vor schubrollen 40, 42 das freie Ende des Isolierbands 44 noch halten, ist mittels der Zahnräder 56, 58 die Übersetzung zwischen den beiden Rollenpaaren so gewählt, daß die Um fangsgeschwindigkeit der Spannrollen 52, 54 größer ist als die der Vorschubrollen 40, 42. When the sonotrode 30 moves to the left into the welding position, an acute angled cutting edge 60 , which extends directly next to the cable in the direction of its longitudinal axis, first encounters an anvil part 62 , the longitudinal effect of the ultrasound producing a longitudinal weld seam, through which the taut around the cable knot looped insulating tape loop to an annular closed, insulating sleeve. At the same time, the sharp welding edge 60 in cooperation with the train of the roller pairs 40 , 42 and 52 , 54 on the ends of the welded insulating tape loop separates the remaining insulating tape at the weld seam from the insulating sleeve closed in a ring around the cable, and the rollers 52 , 54 also separate the waste material that was previously the outermost free end of the insulating tape loop from the new free end of the insulating tape supply 44 . So that the tensioning roller pair 52 , 54 can throw off the material waste, while the drive rollers 40 , 42 which are driven in the backward direction here still hold the free end of the insulating tape 44 , the gear ratio 56 , 58 is chosen so that the order of the two pairs of rollers initial speed of the tensioning rollers 52 , 54 is greater than that of the feed rollers 40 , 42 .
Nach der Herstellung der Längsschweißnaht mittels der Schweißkante 60 wird der Amboßteil 62 mittels eines nicht gezeigten angetriebenen Schiebers von der Sonotrode 30 weg, d. h. mit Bezug auf Fig. 5 nach links zurückgezogen, wie aus einem Vergleich von Fig. 5 mit Fig. 6 ersichtlich ist. Diese Rückzugsbewegung des Amboßteils 62 ermöglicht es der Sonotrode 30 aus der Stellung nach Fig. 5 weiter nach links in die Stellung nach Fig. 6 zu fahren.After the production of the longitudinal weld seam by means of the welding edge 60 , the anvil part 62 is withdrawn away from the sonotrode 30 , ie to the left with reference to FIG. 5, by means of a driven slide, not shown, as can be seen from a comparison of FIG. 5 with FIG. 6 . This withdrawal movement of the anvil part 62 enables the sonotrode 30 to move further from the position according to FIG. 5 to the left into the position according to FIG. 6.
In der in Fig. 6 dargestellten letzten Schweißposition wir ken zwei im Querschnitt im wesentlichen V-förmige Werkzeug teile auf das von der gerade zuvor gebildeten Isolierband manschette umschlossene Kabel 50 ein. Der hierbei wirksame Amboßteil ist mit 64 und der gegenüberliegende Teil der Sonotrode mit 66 bezeichnet. Beide genannten Werkzeugteile haben im gerundeten Scheitelbereich ihres V-förmigen Quer schnitts die Gestalt einer Aufnahmerinne für das mit Iso lierband 44 ummantelte Kabel 50, wobei der Radius der Run dung der Aufnahmerinnen dem größten zu verarbeitenden Ka belquerschnitt entspricht. Im Bereich der Schenkel des V-förmigen Querschnitts bestehen die Werkzeugteile 64 und 66 nur aus einzelnen Rippen bzw. Flügeln. Diese sind auf Seiten der Sonotrode 30 derart in Längsrichtung des Kabels 50 gegenüber den Rippen bzw. Flügeln des Amboßteils 64 ver setzt, daß die Rippen beider zusammenwirkender Werkzeugtei le 64, 66 in Kämmeingriff treten können oder, mit anderen Worten, die Werkzeugteile 64, 66 einander an den Flanken der Kabelaufnahmerinnen einander durchdringen können. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, daß die gerundeten Scheitelbereiche und die angrenzenden Rippen bzw. Flügel auch dann den zum Ultraschallschweißen erforderlichen Druck auf die äußere Umfangsfläche des von der Isolierbandman schette umschlossenen Kabels 50 ausüben können, wenn nicht der größte vorkommende Kabelquerschnitt, sondern ein sehr viel dünneres Kabel in das Schweißwerkzeug eingeführt wor den ist. Man braucht also innerhalb eines großen Durch messerbereichs von Kabeln die Schweißwerkzeuge nicht auszu wechseln. Diese können unabhängig vom Kabeldurchmesser aus reichende Anlage an der das Kabel umschließenden Isolier bandmanschette finden und je nach der Art der Materialien des Kabels, seiner von vorn herein vorhandenen isolierenden Ummantelung und der in der vorstehend beschriebenen Weise aufgebrachten Isolierbandmanschette eine Verschweißung und/oder Verklebung der Materialschichten bewirken.In the last welding position shown in Fig. 6 we ken two cross-sectionally substantially V-shaped tool parts on the cuff enclosed by the previously formed insulating tape cable 50 . The anvil part which is effective in this case is designated by 64 and the opposite part of the sonotrode by 66 . Both of the tool parts mentioned have in the rounded apex of their V-shaped cross section the shape of a receiving channel for the cable 50 coated with insulating tape 44 , the radius of the extension of the receiving channels corresponding to the largest cable cross-section to be processed. In the area of the legs of the V-shaped cross section, the tool parts 64 and 66 consist only of individual ribs or wings. These are on the side of the sonotrode 30 in the longitudinal direction of the cable 50 in relation to the ribs or wings of the anvil part 64 , such that the ribs of the two interacting tool parts 64 , 66 can come into meshing engagement or, in other words, the tool parts 64 , 66 can penetrate each other on the flanks of the cable receivers. In this way, there is the possibility that the rounded apex areas and the adjacent ribs or wings can then exert the pressure required for ultrasonic welding on the outer circumferential surface of the cable 50 enclosed by the insulating tape sleeve, if not the largest occurring cable cross section, but a very large one much thinner cable is inserted into the welding tool. So there is no need to change the welding tools within a large diameter range of cables. Regardless of the cable diameter, these can be found in the system on the insulating tape sleeve surrounding the cable, and depending on the type of materials used for the cable, its insulating sheath from the outset and the insulating tape sleeve applied in the manner described above, welding and / or bonding of the material layers cause.
Nach der Verschweißung und/oder Verklebung des Kabels 50 und der aufgebrachten Isolierbandmanschette wird die Sono trode 30 wieder in Pfeilrichtung 34 nach rechts zurückgezo gen, und auch der Amboß 32 wird insgesamt wieder in die Ausgangsstellung nach Fig. 3 zurückgeführt. Dadurch wird der Schlitz 38 freigegeben, so daß das fertig isolierte Ka bel 50 nach links aus dem Schlitz 38 entnommen werden kann. Die Klappe 48 schwenkt in die Stellung nach Fig. 3 zurück, und anschließend kann mit dem Vorschub eines weite ren Abschnitts des Isolierbands 44 der nächste Arbeitszy klus beginnen.After the welding and / or bonding of the cable 50 and the applied insulating tape sleeve, the sonotrode 30 is pulled back again in the direction of the arrow 34 to the right, and the anvil 32 as a whole is returned to the starting position according to FIG. 3. Characterized the slot 38 is released so that the fully insulated Ka bel 50 can be removed from the slot 38 to the left. The flap 48 pivots back into the position shown in FIG. 3, and then the next working cycle can begin with the advancement of a wide portion of the insulating tape 44 .
Fig. 7 zeigt eine mit der Ausführungsform nach Fig. 3 bis 6 weitgehend übereinstimmende Schweißvorrichtung, bei wel cher die bereits beschriebenen Einzelteile mit den oben angegebenen Bezugszeichen versehen sind. Auf die Darstel lung der Vorschub- und Spannrollen an der Unterseite des Werkzeugs wurde verzichtet, da auch insofern Übereinstim mung mit dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel be steht. Fig. 7 shows a largely coinciding with the embodiment of FIGS. 3 to 6 welding device, in which cher the items already described are provided with the reference numerals given above. On the presen- tation of the feed and tension rollers on the underside of the tool has been dispensed with, since there is also agreement with the previously described embodiment.
Die Besonderheit der Ausführung nach Fig. 7 ist ein weite rer Amboßteil 68, der in Längsrichtung des Kabels 50 neben dem Amboßteil 64 angeordnet und mittels eines nicht gezeig ten Schiebers in Pfeilrichtung 70 auf die Sonotrode 30 zu und von dieser zurückziehbar ist. Der senkrecht ausgerichte te, plattenförmige Amboßteil 68 wird bei sog. Kabelendkno ten zur Wirkung gebracht, nachdem aus dem Isolierband 44 mittels der Schweißkante 60 durch eine Längsschweißnaht eine ringförmige isolierende Manschette hergestellt worden ist und die Werkzeugteile 64 und 66 die in Fig. 6 gezeigte, am Kabel 50 anliegende Stellung einnehmen. Unabhängig da von, ob der Amboßteil 68 axial neben dem freien Kabelende 50 gegen die über das Kabelende hinaus vorstehende Isolier bandmanschette und die Sonotrode 30 genau zum Beginn des mit den Werkzeugteilen 64 und 66 ausgeführten Schweißvor gangs vorfährt oder etwas früher oder später, wird zwischen der Vorderkante des Amboßteils 68 und der Sonotrode 30 eine Querschweißnaht erzeugt, welche das sonst offene freie Ende des Kabelendknotens taschenförmig dicht abschließt und so mit erst vollständig isoliert.The particularity of the embodiment of FIG. 7 is a wide rer anvil portion 68, which is arranged in the longitudinal direction of the cable 50 adjacent the anvil 64 and to and from this is retractable by means of a not gezeig th slide in the direction of arrow 70 on the sonotrode 30th The vertically aligned, plate-shaped anvil part 68 is brought into effect in the case of so-called cable end knots, after an annular insulating sleeve has been produced from the insulating tape 44 by means of the welding edge 60 by means of a longitudinal weld seam, and the tool parts 64 and 66 show the one shown in FIG. take up position on cable 50 . Regardless of whether the anvil part 68 axially next to the free cable end 50 against the projecting beyond the cable end insulating sleeve and the sonotrode 30 exactly at the beginning of the welding parts carried out with the tool parts 64 and 66 or a little earlier or later, between the The front edge of the anvil part 68 and the sonotrode 30 produces a transverse weld seam which seals the otherwise open free end of the cable end knot in a pocket-like manner and thus only completely insulates it.
Mit einem weiteren Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 und 9 wird veranschaulicht, daß der Amboß 32 nicht nur durch eine geradlinige Hubbewegung, sondern auch durch eine Schwenk bewegung nach oben aus dem Bereich des Schlitzes 38 zurück gezogen und in die Arbeitsstellung gemäß Fig. 9 gebracht werden kann. Die Schwenkachse des Ambosses ist mit 72 be zeichnet. Genauso wie zuvor durch die Hubbewegung des Am bosses wird auch durch die Schwenkbewegung das freie Ende des von den Vorschubrollen 40, 42 schräg nach oben über den Schlitz hinweg vorgeschobenen Isolierbands um das einge legte Kabel 50 herumgebogen und zwischen den Spannrollen 52, 54 eingeklemmt. Um zu vermeiden, daß das freie Ende des Isolierbands 44 sich schon vor dem Einführen des Kabels 50 in den Schlitz 38 von allein zu weit nach unten biegt, kann auch wieder eine Klappe 48 vorhanden sein, auf deren Darstellung in diesem Fall verzichtet wurde. Die Werkzeug teile 60 - 68 können ebenfalls wieder dieselbe Form haben wie bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 3 bis 7. Alter nativ kommt bei der Verarbeitung von Einkomponenten-Iso lierband aber auch die einfache in Fig. 8 und 9 gezeigte Form der Werkzeuge in Frage, bei welcher an der Sonotrode 30 lediglich eine Schweißkante 60 vorhanden ist, welche im Zusammenwirken mit einer Gegenfläche am Amboß nach dem Straffen der um das Kabel 50 geschlungenen Isolierband schlaufe lediglich eine Längsnaht erzeugt, welche die Schlaufe zu einer ringförmigen Manschette schließt. Es ver steht sich, daß die einfache Werkzeugform nach Fig. 8 und 9 auch bei der Schweißvorrichtung nach Fig. 3 bis 6 Anwen dung finden kann.With a further embodiment according to FIGS. 8 and 9 it is illustrated that the anvil 32 is pulled back not only by a linear stroke movement but also by a pivoting movement upwards from the area of the slot 38 and brought into the working position according to FIG. 9 can. The pivot axis of the anvil is marked with 72 be. Just as before by the lifting movement of the boss, the free end of the insulating rollers fed forward by the feed rollers 40 , 42 obliquely upwards across the slot around the inserted cable 50 is also bent by the pivoting movement and clamped between the tensioning rollers 52 , 54 . In order to avoid that the free end of the insulating tape 44 bends too far downwards by itself before the cable 50 is inserted into the slot 38 , a flap 48 may also be present, the representation of which has been dispensed with in this case. The tool parts 60 to 68 can also have the same shape as in the embodiments shown in Figures 3 to 7. Age natively comes in the processing of one-iso but lierband also simple in Figures 8 and 9 shape of the tools shown in question.. , in which only a welding edge 60 is present on the sonotrode 30 , which in cooperation with a counter surface on the anvil after tightening the insulating tape looped around the cable 50 only produces a longitudinal seam which closes the loop into an annular sleeve. It is understood that the simple tool shape according to FIGS . 8 and 9 can also be used in the welding device according to FIGS . 3 to 6.
Die Ausführung nach Fig. 10 bietet zu der nach Fig. 8 und 9 dieselbe Ergänzung durch einen zusätzlichen Amboßteil 68 wie die Ergänzung der Ausführung nach Fig. 7 im Verhält nis zu der nach Fig. 3 bis 6, so daß auf die obigen Aus führungen zu Fig. 7 Bezug genommen werden kann. Man er kennt, daß die Erzeugung einer Querschweißnaht zur Abdich tung eines Kabelendknotens mittels des Amboßteils 68 unab hängig davon ist, ob Sonotrode 30 und Amboß 32 ansonsten nur für das Schweißen einer Längsnaht oder auch für die Verschweißung der Isolierbandmanschette mit dem Kabel am Umfang ausgelegt sind. Es ist weiterhin erkennbar, daß der neue Vorschlag, mittels eines gegen die Sonotrode 30 vor schiebbaren Amboßteils 68 eine Querschweißnaht zur taschen förmigen Isolierung von Kabelendknoten herzustellen, auch bei den herkömmlichen Ultraschall-Schweißvorrichtungen nach Fig. 1, 2 und 2a Anwendung finden kann, denn die Erzeugung der Querschweißnaht setzt nur die vorherige Erzeugung der ringförmigen Isolierbandmanschette voraus, unabhängig da von, ob diese einstückig aus einer Isolierbandschlaufe oder gemäß Fig. 1 aus zwei verschiedenen Isolierbändern zusam mengeschweißt worden ist.The embodiment of FIG. 10 offers the same addition to that of FIGS . 8 and 9 by an additional anvil part 68 as the addition of the embodiment of FIG. 7 in relation to that of FIGS . 3 to 6, so that the above guides 7 reference can be made to Fig.. It is known that the generation of a transverse weld seam for sealing a cable end node by means of the anvil part 68 is independent of whether the sonotrode 30 and anvil 32 are otherwise only designed for welding a longitudinal seam or also for welding the insulating tape sleeve to the cable on the circumference . It can also be seen that the new proposal, by means of an anvil part 68 which can be pushed in front of the sonotrode 30 in front of a pushable anvil part 68, for pocket-shaped insulation of cable end knots, can also be used in the conventional ultrasonic welding devices according to FIGS. 1, 2 and 2a, because the generation of the cross weld only requires the previous generation of the annular insulating tape sleeve, regardless of whether it has been welded together in one piece from an insulating tape loop or according to FIG. 1 from two different insulating tapes.
Die in Fig. 11 und 12 dargestellte Schweißvorrichtung unter scheidet sich von der nach Fig. 8 und 9 nur dadurch, daß statt der Spannrollen 52, 54 Klemmstücke 74, 76 vorhanden sind. Sie entsprechen in ihrer Funktion den Spannrollen 52, 54, in dem durch sie das äußerste Ende der um das Ka bel 50 gebogenen Isolierbandschlaufe eingeklemmt wird. Sie erlauben auch das Strammziehen der Isolierbandschlaufe durch Rückwärtsantrieb der Vorschubrollen 40, 42. Durch den von den Vorschubrollen 40, 42 in Rückwärtsrichtung aus geübten Zug auf das Isolierband 44 wird nach dem Schweißvor gang das zwischen den Klemmstücken 74, 76 gehaltene äußer ste Ende der vorigen Isolierbandschlaufe vom freien Ende des Isolierbandvorrats abgetrennt, wobei die obere scharfe Kante des Klemmstücks 76 fördernd mitwirkt. Wenn am Ende eines Arbeitszyklus der Amboß 32 wieder nach oben zurück schwenkt, kann der bis dahin zwischen Klemmstücken 74 und 76 gehaltene Materialabschnitt nach unten aus dem Werkzeug herausfallen oder ggf. auch herausgeblasen werden.The welding device shown in FIGS . 11 and 12 differs from that of FIGS . 8 and 9 only in that instead of the tensioning rollers 52 , 54 clamping pieces 74 , 76 are present. They correspond in their function to the tensioning rollers 52 , 54 in which the extreme end of the insulating tape loop bent around the cable 50 is clamped by them. They also allow the insulating tape loop to be pulled tight by driving the feed rollers 40 , 42 backwards. By the feed rollers 40 , 42 exercised in the rearward direction on the insulating tape 44 after the welding operation, the one between the clamping pieces 74 , 76 held outer end of the previous insulating tape loop is separated from the free end of the insulating tape supply, the upper sharp edge of the clamping piece 76 contributes. When the anvil 32 swivels back up again at the end of a working cycle, the material section held up to that point between clamping pieces 74 and 76 can fall out of the tool downwards or, if appropriate, also be blown out.
Fig. 13 zeigt schließlich zusammenwirkende Werkzeugteile 64′ und 66′ am Amboß bzw. der Sonotrode, wie sie anstelle der im Zusammenhang mit Fig. 3 bis 6 beschriebenen Werkzeug teile 64 und 66 verwendet werden können, um Kabelknoten der ebenfalls in Fig. 13 gezeigten Art mit einer die Kabel enden fest miteinander verbindenden Hülse 80 zu isolieren. In diesem Fall verhindert der im Vergleich zu den angrenzen den Bereichen der Kabel 50 größere und unregelmäßige Quer schnitt der vercrimpten Hülse 80, daß das Isolierband 44 bzw. eine daraus gebildete ringförmige Manschette mit Werk zeugen gemäß Fig. 2, 2A, 3 oder 8 mit dem Kabelknoten dicht verschweißt werden können. Um aber auch die bisher in der Praxis sehr häufigen Kabelverbindungen mit Hülsen isolieren zu können, wird erfindungsgemäß so vorgegangen, wie in Fig. 13 anhand eines Kabelknotens gezeigt, der in zwei Stadien der Fertigung dargestellt ist. Fig. 13 shows finally interacting tool parts 64 'and 66 ' on the anvil or the sonotrode, as they can be used instead of the tool parts 64 and 66 described in connection with FIGS. 3 to 6, to cable knots also shown in Fig. 13 Kind of isolating with a sleeve 80 firmly connecting the cables ends. In this case, the larger and irregular cross-section of the crimped sleeve 80 prevents the insulating tape 44 or a ring-shaped cuff formed therefrom with tools as shown in FIG. 2, 2A, 3 or 8 compared to the adjacent areas of the cable 50 the cable knot can be welded tight. However, in order to be able to isolate the cable connections with sleeves, which have been very common in practice up to now, the procedure according to the invention is as shown in FIG. 13 using a cable node which is shown in two stages of production.
Zur Anwendung kommt dabei ein Isolierband 44, welches wie derum, wie bereits oben beschrieben, aus einer äußeren, festeren Schicht aus z. B. Polyamid besteht, die auf der Innenseite mit einem bei niedrigerer Temperatur schmelzen den und mit den zu verschweißenden Teilen verklebenden Ma terial, z. B. PVC, beschichtet ist. Diese in Fig. 13 bei 45 angedeutete Beschichtung erstreckt sich aber nur längs der beiden seitlichen Ränder des Isolierbands und fehlt in der Mitte, wo sich im Endzustand die Hülse 80 befindet. Ein solches Isolierband 44 wird entweder gemäß der Erfin dung in einer einzigen zusammenhängenden Schlaufe oder in Form von zwei Bändern gemäß Fig. 1 um den Kabelknoten ge legt, und dann wird mittels einer Längsnaht bzw. zweier Schweißnähte eine den Kabelknoten umschließende Manschette gebildet. Dazu werden z. B. bei einer Schweißvorrichtung gemäß Fig. 3 bis 6 die Werkzeugteile 60 und 62 eingesetzt. Anschließend kommen dann aber nicht die Werkzeugteile 64, 66 zum Einsatz, sondern die in Fig. 13 gezeigten Werkzeug teile 64′ und 66′. Diese haben nur nahe den Enden der im wesentlichen V-förmigen Aufnahmerinnen für das Kabel gegen überstehende Rippen, welche in Fig. 13 mit 82 und 84 be zeichnet sind. Im Beispielsfall hat der Werkzeugteil 64′ auf seiten des Ambosses rechts und links jeweils nur eine im Querschnitt im wesentlichen V-förmige Rippe 82, der auf seiten der Sonotrode eine Lücke zwischen zwei Rippen 84 gegenüberliegt. Es versteht sich, daß auf jeder Seite auch mehr als nur jeweils eine bzw. zwei Rippen vorhanden sein können. Indem beim Schweißvorgang die Rippen 82 in die Lük ken zwischen den Rippen 84 eindringen, können die Werkzeug teile 64′ und 66′ unabhängig vom Querschnitt der Kabel 50 in jedem Anwendungsfall soweit zusammengefahren werden, daß zu beiden Seiten des Kabelknotens mit der Hülse 80, nämlich im Bereich der inneren, klebenden Beschichtung 45, der zur Verflüssigung der klebenden Beschichtung 45 notwen dige Schweißdruck auf die Umfangsfläche der aus dem Isolier band 44 gebildeten ringförmigen Manschette ausgeübt werden kann. Dabei verschweißt das Isolierband 44 zu beiden Seiten des Kabelknotens ringsum mit den Kabeln 50. Im mittleren Bereich dagegen wird die Hülse 80 einfach nur eingeschlos sen, nicht aber mit dem Isolierband 44 verschweißt. Dies ist auch nicht erforderlich. An insulating tape 44 is used , which in turn, as already described above, consists of an outer, firmer layer of e.g. B. polyamide, which melt on the inside with a at a lower temperature and with the parts to be welded Ma material, z. B. PVC is coated. This coating, indicated at 45 in FIG. 13, extends only along the two lateral edges of the insulating tape and is absent in the middle, where the sleeve 80 is in the final state. Such insulating tape 44 is either ge according to the inven tion in a single contiguous loop or in the form of two tapes as shown in FIG. 1 around the cable knot, and then a sleeve surrounding the cable knot is formed by means of a longitudinal seam or two welds. For this z. B. in a welding device according to FIGS. 3 to 6, the tool parts 60 and 62 are used. Then, not the tool parts 64, 66 then come but used, but the tool shown in FIG. 13 parts 64 'and 66'. These have only near the ends of the substantially V-shaped receptacles for the cable against protruding ribs, which are marked in Fig. 13 with 82 and 84 be. In the example, the tool part 64 'on the right and left side of the anvil has only one cross-sectionally substantially V-shaped rib 82 , which on the sonotrode side is opposite a gap between two ribs 84 . It goes without saying that more than just one or two ribs can be present on each side. By penetrating the ribs 82 in the Lük ken between the ribs 84 during the welding process, the tool parts 64 'and 66 ', regardless of the cross-section of the cable 50 , can be moved together so far in each application that on both sides of the cable knot with the sleeve 80 , namely in the area of the inner, adhesive coating 45 , the necessary to liquefy the adhesive coating 45 necessary welding pressure can be exerted on the peripheral surface of the annular band 44 formed from the insulating sleeve. In this case, the insulating tape 44 welds to the cables 50 all around on both sides of the cable node. In the middle area, however, the sleeve 80 is simply only enclosed, but not welded to the insulating tape 44 . This is also not necessary.
Es ist klar, daß auch mittels Ultraschall statt einer Hülse hergestellte Kabelknoten mit einem Werkzeug gemäß Fig. 13 isoliert werden können. Diese Art von Werkzeug bzw. das damit ausgeführte Schweißverfahren haben den Vorteil, daß man mit einer verhältnismäßig kleinen Ultraschall-Leistung einen verhältnismäßig breiten Bereich eines Kabels bzw. eines Kabelknotens isolieren kann, weil sich die Ultra schall-Leistung auf die seitlichen Randbereiche des Isolier bands 44 konzentriert.It is clear that cable knots produced by means of ultrasound instead of a sleeve can also be isolated with a tool according to FIG. 13. This type of tool and the welding process performed with it have the advantage that you can isolate a relatively wide area of a cable or a cable knot with a relatively small ultrasonic power, because the ultra sound performance on the lateral edge areas of the insulating bands 44 concentrated.
Allen vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die vorteilhafte Eigenschaft gemeinsam, daß beim Einführen des zu isolierenden Kabels 50 in den Schlitz 38 zu dessen Positionierung im Schweißwerkzeug keine besonders große Aufmerksamkeit erforderlich ist. Deshalb eignen sich das neue Verfahren und die zu dessen Durchführung vorgeschla genen Vorrichtungen auch für eine automatische Zuführung der zu isolierenden Kabel mittels einer Fördereinrichtung, welche die Kabel in den Schlitz 48 einführt und nach dem Schweißvorgang weiterbefördert. Es versteht sich, daß so wohl hierbei als auch bei einer von Hand bedienten Maschine der Schlitz 38 nicht unbedingt horizontal liegen muß, son dern auch eine schräg geneigte oder senkrechte Lage haben kann.All the exemplary embodiments described above have in common the advantageous property that when inserting the cable 50 to be insulated into the slot 38 for positioning it in the welding tool, no particularly great attention is required. Therefore, the new method and the devices proposed for its implementation are also suitable for automatic feeding of the cables to be insulated by means of a conveying device which introduces the cables into the slot 48 and conveys them further after the welding process. It goes without saying that the slot 38 does not necessarily have to lie horizontally here as well as in a hand-operated machine, but may also have an obliquely inclined or vertical position.
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| DE19883819764 DE3819764A1 (en) | 1988-06-10 | 1988-06-10 | Method and device for insulating short cable sections, in particular in the region of cable connections |
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